DE102005015077A1

DE102005015077A1 - Fahrzeugscheinwerfer und Automobilscheinwerfer

Info

Publication number: DE102005015077A1
Application number: DE102005015077A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Ishida
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2005-04-01
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2025-04-02
Also published as: DE102005015077B4; US7520645B2; US20050231971A1; JP4365253B2; FR2868509B1; FR2868509A1; JP2005294166A; CN1676986B; CN1676986A

Abstract

Ein Fahrzeugscheinwerfer weist auf: ein erstes Lichtquellenmodul, welches Halbleiter-Lichtemitterelemente aufweist; ein erstes Optikbauteil zum Aussenden von Licht, das von dem ersten Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einem Bereich des Lichtverteilungsmusters des Fahrzeugscheinwerfers; ein zweites Lichtquellenmodul, welches Halbleiter-Lichtemitterelemente aufweist, und Licht mit einer Helligkeit erzeugt, die höher ist als jene des Lichts des ersten Lichtquellenmoduls; und ein zweites Optikbauteil zum Aussenden des Lichts, das von dem zweiten Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einem Bereich, der enger ist als jener Bereich, an welchem das Licht von dem ersten Optikbauteil ausgesandt wird.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Auslandspriorität auf Grundlage der Japanischen Patentanmeldung JP 2004-110287, eingereicht am 2. April 2004, deren Gesamtinhalt in die vorliegende Anmeldung durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugscheinwerfer und einen Automobilscheinwerfer. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Scheinwerfer, der bei einem Fahrzeug eingesetzt wird, und einen Scheinwerfer, der bei einem Automobil eingesetzt wird.

Seit einigen Jahren ist eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, die ein Halbleiter-Lichtemitterelement wie beispielsweise eine LED (Lichtemitterdiode) einsetzt (vergleiche beispielsweise die JP-A-2002-231013 (Seiten 2 bis 6, 1-13)). Weiterhin wurde untersucht, das Halbleiter-Lichtemitterelement, beispielsweise die LED, beispielsweise bei einem Fahrzeugscheinwerfer einzusetzen, angesichts des Designs. Der Fahrzeugscheinwerfer muss ein vorbestimmtes Lichtverteilungsmuster ausbilden, unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit. Ein Lichtverteilungsmuster enthält einen Bereich, der als heiße Zone bezeichnet wird, der heller mit Licht bestrahlt werden muss als andere Bereiche in dem Lichtverteilungsmuster.

Um die heiße Zone hell mit Licht zu bestrahlen, wird vorzugsweise eine Lichtquelle mit hoher Helligkeit dazu verwendet, das Licht, welches eine hohe Lichtstärke aufweist, in der heißen Zone zu sammeln, und die heiße Zone mit dem Licht zu bestrahlen.

Um das Licht mit hoher Helligkeit zu erzeugen, kann es die Lichtquelle ermöglichen, Licht mit einem hohen Lichtstrom zu erzeugen. Wenn ein Halbleiter-Lichtemitterelement wie beispielsweise eine LED Licht mit einem hohen Lichtstrom erzeugt, kann manchmal ein Lichtaussendewirkungsgrad beeinträchtigt werden. Daher wird die von einem Fahrzeugscheinwerfer verbrauchte Leistung unerwünscht erhöht.

Zusammenfassung der Erfindung

Daher besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Fahrzeugscheinwerfers und eines Automobilscheinwerfers, welche das voranstehend geschilderte Problem lösen können. Dieses Ziel kann dadurch erreicht werden, dass Merkmale kombiniert werden, die in unabhängigen Satzteilen in Patentansprüchen angegeben sind. Weiterhin geben abhängige Satzteile vorteilhaftere, spezielle Beispiele der vorliegenden Erfindung an.

Um das voranstehend beschriebene Problem zu lösen, weist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeugscheinwerfer auf: ein erstes Lichtquellenmodul, das zumindest ein Halbleiter-Lichtemitterelement aufweist; ein erstes Optikbauteil zum Anlegen von Licht, das durch das erste Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einen Bereich eines Lichtverteilungsmusters des Fahrzeugscheinwerfers; ein zweites Lichtquellenmodul, das zumindest ein Halbleiter-Lichtemitterelement aufweist, und Licht erzeugt, das eine Helligkeit aufweist, die höher ist als jene des Lichts des ersten Lichtquellenmoduls; und ein zweites Optikbauteil zum Anlegen des Lichts, das von dem zweiten Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einen Bereich, der enger ist als der Bereich, an welchen das Licht durch das erste Optikbauteil angelegt wird.

Der voranstehend geschilderte Fahrzeugscheinwerfer kann weiterhin aufweisen: eine erste Quelle für elektrischen Strom zum Liefern elektrischen Stroms an das erste Lichtquellenmodul; und eine zweite Quelle elektrischen Stroms zum Liefern an das zweite Lichtquellenmodul eines elektrischen Stroms, wobei die Stromdichte des elektrischen Stroms, der an das Halbleiter-Lichtemitterelement geliefert wird, das in dem zweiten Lichtquellenmodul vorgesehen ist, höher ist als die Stromdichte des elektrischen Stroms, der an das Halbleiter-Lichtemitterelement geliefert wird, das in dem ersten Lichtquellenmodul vorgesehen ist.

Das Halbleiter-Lichtemitterelement des zweiten Lichtquellenmoduls kann einen Lichtaussendebereich aufweisen, der kleiner ist als jener des Halbleiter-Lichtemitterelements des ersten Lichtquellenmoduls, und die zweite Quelle für elektrischen Strom kann an das zweite Lichtquellenmodul elektrischen Strom liefern, der im Wesentlichen gleich dem elektrischen Strom ist, der an das erste Lichtquellenmodul von der ersten Quelle für elektrischen Strom geliefert wird.

Das Halbleiter-Lichtemitterelement des zweiten Lichtquellenmoduls kann einen Lichtaussendebereich aufweisen, der im Wesentlichen gleich jenem des Halbleiter-Lichtemitterelements des ersten Lichtquellenmoduls ist, und die zweite Quelle für elektrischen Strom kann an das zweite Lichtquellenmodul mehr elektrischen Strom liefern als jenen elektrischen Strom, der an das erste Lichtquellenmodul durch die erste Quelle für elektrischen Strom geliefert wird.

Das erste Lichtquellenmodul kann mehrere Halbleiter-Lichtemitterelemente aufweisen, die parallel geschaltet sind, und im Wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen, das zweite Lichtquellenmodul kann mehrere Halbleiter-Lichtemitterelemente aufweisen, die in Reihe geschaltet sind, und im Wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen wie die mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente, die in dem ersten Lichtquellenmodul vorgesehen sind, und die zweite Quelle für elektrischen Strom kann an das zweite Lichtquellenmodul elektrischen Strom im Wesentlichen gleich dem elektrischen Strom liefern, der an das erste Lichtquellenmodul von der ersten Quelle für elektrischen Strom geliefert wird.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Automobilscheinwerfer zur Erzeugung von Abblendlicht, der bei einem Fahrzeug eingesetzt wird, auf: ein erstes Lichtquellenmodul, das zumindest ein Halbleiter-Lichtemitterelement aufweist; ein erstes Optikbauteil zum Anlegen von Licht, das von dem ersten Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einen Bereich des Lichtverteilungsmusters des Fahrzeugscheinwerfers; ein zweites Lichtquellenmodul, das zumindest ein Halbleiter-Lichtemitterelement aufweist, und Licht erzeugt, dessen Helligkeit höher ist als jene des Lichts des ersten Lichtquellenmoduls; und ein zweites Optikbauteil zum Anlegen des von dem zweiten Lichtquellenmodul erzeugten Lichts an einen Bereich, der enger ist als jener Bereich, an welchen das Licht durch das erste Optikbauteil angelegt wird.

In der voranstehend angegebenen Zusammenfassung der Erfindung sind nicht alle Merkmale aufgezeigt, die für die vorliegende Erfindung erforderlich sind, und können Unterkombinationen von Gruppen der Merkmale die Erfindung bilden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Vorderansicht eines Scheinwerfers 500 für ein Fahrzeug.
2 ist eine Perspektivansicht des Scheinwerfers 500 für ein Fahrzeug gesehen schräg von vorn aus.
3 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung einer Lichtsammeleinheit 100.
4 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung einer mittleren Diffusereinheit 110.
5 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung einer großen Diffusereinheit 120.
6 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel für einen optischen Weg der Lichtsammeleinheit 100 zeigt.
7 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für ein Lichtverteilungsmuster des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge zeigt.
8 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für eine detaillierte Anordnung eines Lichtquellenmoduls 10a zeigt.
9 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für eine detaillierte Anordnung eines Lichtquellenmoduls 10b zeigt.
10 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für eine detaillierte Anordnung eines Lichtquellenmoduls 10c zeigt.
11 ist eine Vertikalschnittansicht, welche die Beziehung zwischen der Anordnung von Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 der Lichtquellenmodule 10b und 10c und der Entfernung zwischen den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 und einem Reflektor 80 zeigt.
12 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für einen Anschluss des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge bei einer ersten Ausführungsform zeigt.
13 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für die Beziehung zwischen einem Lichtstrom und einem Lichtaussendewirkungsgrad relativ zur Stromdichte des Halbleiter-Lichtemitterelements 12 zeigt.
14 ist eine schematische Darstellung, welche ein weiteres Beispiel für den Anschluss des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge bei der ersten Ausführungsform zeigt.
15 ist eine schematische Darstellung, die ein weiteres Beispiel für den Anschluss des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge bei der ersten Ausführungsform zeigt.
16 ist eine Vorderansicht, die ein Beispiel für den Aufbau eines Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
17 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für einen Anschluss des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge bei der zweiten Ausführungsform zeigt.
18 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für einen Anschluss eines Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge bei einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr nachstehend anhand von Ausführungsformen beschrieben. Die nachstehend geschilderten Ausführungsformen schränken nicht die Erfindung ein, die in den Patentansprüchen angegeben ist. Weiterhin sind nicht sämtliche Kombinationen von Merkmalen, die bei den Ausführungsformen beschrieben wurden, unbedingt dazu wesentlich, das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, also die Probleme zu lösen.
Die 1 und 2 zeigen ein Beispiel für den Aufbau eines Scheinwerfers 500 für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 ist eine Vorderansicht des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge. 2 ist eine Perspektivansicht des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge, gesehen von schräg vorn aus, wobei bei dem Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge eine in 1 gezeigte, lichtdurchlässige Abdeckung 58 entfernt ist. Bei dieser Ausführungsform entsprechen die Richtungen nach vorn und hinten, die Richtungen nach rechts und links, und die Richtungen nach oben und unten jeweils den Richtungen nach vorn und hinten, bzw. den Richtungen nach rechts und links, bzw. den Richtungen nach oben und unten des Fahrzeugs.
Der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge ist beispielsweise ein Fahrzeugscheinwerfer zur Erzeugung von Abblendlicht. Lichtsammeleinheiten 100, mittlere Diffusereinheiten 110, und eine große Diffusereinheit 120 sind in einer Leuchtenkammer aufgenommen, die aus der lichtdurchlässigen Abdeckung 58 und einer Stütze 54 besteht. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge drei Lichtsammeleinheiten 100 auf, die beiden mittleren Diffusereinheiten 110, und eine große Diffusereinheit 120.
Die Lichtsammeleinheit 110 weist eine runde Form auf, und sendet Licht mit einer Lichtstärke aus, die größer ist als jene der mittleren Diffusereinheit 110 und der großen Diffusereinheit 120. Die mittlere Diffusereinheit 110 weist eine runde Form auf, und einen Durchmesser, der kleiner ist als jener der Lichtsammeleinheit 100. Die große Diffusereinheit 120 weist eine rechteckige Form auf, lang in Querrichtung. Die mittlere Diffusereinheit 110 und die große Diffusereinheit 120 senden Licht mit einer Lichtstärke aus, die niedriger ist als jene der Lichtsammeleinheit 100, weisen jedoch einen Lichtaussendewirkungsgrad auf, der höher ist als jener der Lichtsammeleinheit 100. Die Lichtsammeleinheit 100, die mittlere Diffusereinheit 110, und die große Diffusereinheit 120 weisen jeweils nachstehend geschilderte Halbleiter-Lichtemitterelemente als Lichtquellen auf, um den Teil vor dem Fahrzeug mit dem Licht zu bestrahlen, das von den Halbleiter-Lichtemitterelementen erzeugt wird. Ein Ziel der vorliegenden Ausführungsform besteht darin, einen Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge zur Verfügung zu stellen, bei welchem ein vorbestimmter Bereich in dem Lichtverteilungsmuster des Fahrzeugs mit Licht bestrahlt wird, das eine hohe Lichtstärke aufweist, und bei welchem die verbrauchte Energie gering ist.
Die Lichtsammeleinheiten 100, die mittleren Diffusereinheiten 110, und die große Diffusereinheit 120 sind jeweils so an der Stütze 54 angebracht, dass sie relativ zum vorderen Teil des Fahrzeugs um etwa 0,5 bis 0,6° nach unten gerichtet sind. Die Stütze 54 ist an dem Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge so angebracht, dass sie durch einen Ausrichtungsmechanismus verkippt wird, um die Richtungen der optischen Achsen der Lichtsammeleinheiten 100, der mittleren Diffusereinheiten 110, und der großen Diffusereinheit 120 einzustellen. Die Lichtsammeleinheiten 100, die mittleren Diffusereinheiten 110, und die große Diffusereinheit 120 weisen jeweils ein Lichtverteilungsmuster auf, um insgesamt jede Anforderung zur Ausbildung eines Lichtverteilungsmusters zu erfüllen, das von dem Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge benötigt wird. An der rückwärtigen Oberfläche der Stütze 54 sind mehrere Kühlkörper 56 vorgesehen. Die Kühlkörper 56 bestehen aus einem Material, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als ein Harz, beispielsweise aus Metall, Keramik, usw., um Wärme abzustrahlen, die jeweils von den Lichtsammeleinheiten 100, den mittleren Diffusereinheiten 110, und der großen Diffusereinheit 120 erzeugt wird.
3 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung der Lichtsammeleinheit 100. Die Lichtsammeleinheit 100 ist so ausgebildet, dass sie konzentrisch Licht auf einen relativ engen Bereich des Lichtverteilungsmusters des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge aufbringt. Die Lichtsammeleinheit 100 weist eine Linse 90a auf, eine Abschirmung 92a, einen Reflektor 80a, ein Lichtquellenteil 40a und einen Sockel 50a. Das Lichtquellenteil 40 weist ein Lichtquellenmodul 10a und eine Basisplatine 14a auf, die eine obere Oberfläche aufweist, auf welcher das Lichtquellenmodul 10a angebracht ist. Auf dem Sockel 50a ist die Lichtquelle 40a angebracht, und der Sockel befestigt die Linse 90a, die Abschirmung 92a und den Reflektor 80a relativ zum Lichtquellenmodul 10a.
Der Reflektor 80a ist ein im Wesentlichen kuppelförmiges Teil, das an dem oberen Teil des Lichtquellenmoduls 10a befestigt ist, und weist im Innern eine im Wesentlichen elliptisch-kugelförmige, reflektierende Oberfläche auf, welche eine optische Achse der Lichtsammeleinheit 100 als zentrale Achse aufweist. Genauer gesagt, ist die reflektierende Oberfläche so ausgebildet, dass ein Schnitt, welcher die optische Achse der Lichtsammeleinheit 100 enthält, im Wesentlichen ¼ so groß ist wie eine elliptische Form, welche einen Punkt, der hinter dem Lichtquellenmodul 10a liegt, als gemeinsame Oberseite aufweist. Bei einer derartigen Ausbildung sammelt und reflektiert der Reflektor 80a das Licht, das von dem Lichtquellenmodul 10a ausgesandt wird, in der Nähe der optischen Achse der Linse 90a, zum vorderen Teil des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge.
Die Abschirmung 92a schirmt einen Teil des Lichts ab oder reflektiert diesen, das von dem Reflektor 80a reflektiert wird, um es zu ermöglichen, dass Lichtstrahlen, die das Lichtverteilungsmuster der Lichtsammeleinheit 100 bilden, auf die Linse 90a einfallen. Die Linse 90a ermöglicht, dass eine vorbestimmte Richtung im vorderen Teil des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge mit dem Licht bestrahlt wird, das von dem Reflektor 80a und der Abschirmung 92a reflektiert wird. Auf diese Weise ermöglichen es der Reflektor 80a, die Linse 90a, und die Abschirmung 92a, dass der vorbestimmte Bereich des Lichtverteilungsmusters mit dem Licht bestrahlt wird, das von dem Lichtquellenmodul 10a erzeugt wird. Das Lichtquellenmodul 10a bildet ein Beispiel für ein zweites Lichtquellenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung, und der Reflektor 80a, die Linse 90a und die Abschirmung 92a bilden ein Beispiel für ein zweites Optikbauteil gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung der mittleren Diffusereinheit 110. Die mittlere Diffusereinheit 110 weist eine Linse 90b auf, eine Abschirmung 92b, einen Reflektor 80b, ein Lichtquellenteil 40b und einen Sockel 50b. Das Lichtquellenteil 40b weist ein Lichtquellenmodul 10b und eine Basisplatine 14b auf, die eine obere Oberfläche aufweist, auf welcher das Lichtquellenmodul 10b angebracht ist. Bei der mittleren Diffusereinheit 110 sind die Formen des Reflektors 80b und der Abschirmung 92b so gewählt, dass das Licht auf einen Bereich aufgebracht wird, der breiter ist als der Bereich der Lichtsammeleinheit 100 in dem Lichtverteilungsmuster des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge. Die relativen Positionen des Reflektors 80b, der Linse 90b und der Abschirmung 92b werden in Bezug auf das Lichtquellenmodul 10b festgelegt, und diese Teile sind an dem Sockel 50b befestigt. Das Lichtquellenmodul 10b bildet ein Beispiel für ein erstes Lichtquellenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung, und der Reflektor 80b, die Linse 90b und die Abschirmung 92b bilden ein Beispiel für ein erstes Optikbauteil.
5 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung einer großen Diffusereinheit 120. Die große Diffusereinheit 120 weist einen Reflektor 80c auf, ein Lichtquellenteil 40c und einen Sockel 50c. Das Lichtquellenmodul 40c weist eine Basisplatine 14c auf, auf deren einer Oberfläche mehrere Lichtquellenmodule 10c entlang einer Linie angeordnet und angebracht sind. Die große Diffusereinheit 120 ist so ausgebildet, dass ein Bereich, welcher der breiteste in Querrichtung des Lichtverteilungsmusters des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge ist, mit dem Licht bestrahlt wird. Auf dem Sockel 50c ist das längliche Lichtquellenteil 40c angebracht, auf welchem die mehreren Lichtquellenmodule 10c angebracht sind, so dass das Lichtquellenteil 40c sich nach unten und in Querrichtung erstreckt. Auf diese Weise ermöglicht der Reflektor 80c, dass der vordere Teil des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge mit dem Licht bestrahlt wird, das nach unten von den Lichtquellenmodulen 10c ausgesandt wird.
Die innere, reflektierende Oberfläche des Reflektors 80c ist im Wesentlichen parabelförmig ausgebildet, wobei ein Vertikalquerschnitt in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge im gesamten Bereich der inneren Oberfläche liegt, und ein Teil, das in Berührung mit dem Sockel 50c im hinteren Teil der Lichtquellenmodule 10c gelangt, die Oberseite einer Hauptachse ist. Bei einer derartigen Ausbildung ermöglicht es der Reflektor 80c, dass der breiteste Bereich in Querrichtung des Lichtverteilungsmusters des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge mit dem Licht von den mehreren Lichtquellenmodulen 10c bestrahlt wird, die in Querrichtung angeordnet sind, und sammelt in Vertikalrichtung das Licht in einem vorbestimmten Bereich, der schmäler ist als der Bereich in der Querrichtung.
6 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel für einen optischen Weg der Lichtsammeleinheit 100 zeigt. Die reflektierende Oberfläche, die in der inneren Oberfläche des Reflektors 80a vorgesehen ist, weist eine Schnittform auf, welche die optische Achse der Lichtsammeleinheit 100 enthält, und die im wesentlichen ellipsenförmig ist, wobei ihre Exzentrizität so gewählt ist, dass sie allmählich von dem vertikalen Querschnitt zu einem horizontalen Schnitt zunimmt. In einem vertikalen Schnitt, welcher die optische Achse enthält, ist die Linse 90a angeordnet, so dass eine Brennpunktposition F2 an der Rückseite der Brennpunktposition der reflektierenden Oberfläche des Reflektors 80a entspricht.
Der Reflektor 80a sammelt bei F2 das Licht des Lichtquellenmoduls 10a auf der reflektierenden Oberfläche hinter einem reflektierenden Punkt A unter dem Licht 94, das auf das untere Ende der Linse 90a über F2 einfällt. Licht 95, das auf der reflektierenden Oberfläche in dem hinteren Teil des reflektierenden Punkts A des Reflektors 80a reflektiert wird, und nahe F2 hindurchgeht, wird auf eine obere Grenze des Lichtverteilungsmusters der Lichtsammeleinheit 100 durch die Linse 90a projiziert. Andererseits wird Licht 96, das an einem reflektierenden Punkt B des Reflektors 80a reflektiert wird, auf eine untere Grenze des Lichtverteilungsmusters der Lichtsammeleinheit 100 durch die Linse 90a projiziert. Licht 98, das zwischen den reflektierenden Punkten A und B des Reflektors 80a reflektiert wird, wird zwischen die obere Grenze und die untere Grenze des Lichtverteilungsmusters der Lichtsammeleinheit 100 durch die Linse 90a projiziert. Die Abschirmung 92a, die vereinigt mit der Linse 90a ausgebildet ist, ist mit einem Rand versehen, der von F2 nach unten verläuft. Ein optisches Bild, das durch den Rand der Abschirmung 92a und den Reflektor 80a auf einer Brennpunktoberfläche erzeugt wird, welche F2 enthält, wird daher durch die Linse 90a umgedreht, und das umgedrehte optische Bild wird auf das vordere Teil des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge projiziert.
Der Brennpunkt des Reflektors 80a in Horizontalrichtung ist in einem Teil näher an der Seite der Linse 90a als an F2 vorgesehen. In dem Rand der Abschirmung 92a, welcher F2 enthält, sind beide Seiten, gesehen von einer oberen Oberfläche aus, nach vorn gekrümmt, entsprechend zur Kurve einer Bildoberfläche des Reflektors 80a, also der Kurve der Brennpunktoberfläche in Querrichtung. Daher wird das optische Bild, das auf dem Rand vor F2 entsprechend der Reflexion durch den Reflektor 80a erzeugt wird, in Querrichtung durch die Linse 90 vergrößert, und umgedreht sowie projiziert.
7 zeigt ein Beispiel für das Lichtverteilungsmuster des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge. Dieses Lichtverteilungsmuster ist ein linkes Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster, das auf einer gedachten, vertikalen Leinwand erzeugt wird, die an einem Ort 25 m vor dem Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge angeordnet ist. Das Lichtverteilungsmuster ist ausgebildet als vereinigtes Lichtverteilungsmuster aus einem ersten Lichtverteilungsmuster 600 und einem zweiten Lichtverteilungsmuster 602, die durch die Lichtsammeleinheit 100 erzeugt werden, aus einem dritten Lichtverteilungsmuster 604, das von der mittleren Diffusereinheit 110 erzeugt wird, und aus einem vierten Lichtverteilungsmuster 606, das von der großen Diffusereinheit 120 erzeugt wird. Das Lichtverteilungsmuster weist auf seinem oberen Ende eine horizontale Abschneidelinie CL1 und eine schräge Abschneidelinie CL2 auf, um eine vertikale Abschirmgrenze festzulegen.
Die horizontale Abschneidelinie CL1 ist geringfügig nach unten (nach unten gerichtet um etwa 0,5 bis 0,6°) in Bezug auf die vordere Oberfläche eingestellt (einen Schnittpunkt einer horizontalen Achse H und einer vertikalen Achse V), des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge. Die schräge Abschneidelinie CL2 verläuft schräg nach links und nach oben, um etwa 15°, vom Schnittpunkt der vertikalen Achse V und von CL1 aus. Die horizontale Abschneidelinie CL1 des ersten Lichtverteilungsmusters 600 wird durch die horizontalen Ränder der Abschirmungen 92a und 92b ausgebildet. Die schräge Abschneidelinie CL2 wird durch die schrägen Ränder der Abschirmungen 92a und 92b erzeugt.
Ein Teil nahe dem Schnittpunkt der horizontalen Achse H und der vertikalen Achse V in dem Lichtverteilungsmuster wird als eine heiße Zone bezeichnet. Die heiße Zone ist vorzugsweise heller erleuchtet als andere Bereiche des Lichtverteilungsmusters, unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit. Bei der vorliegenden Ausführungsform verwendet die Lichtsammeleinheit 100 das Licht des Lichtquellenmoduls 10a, die Licht mit einer höheren Helligkeit als jener der mittleren Diffusereinheit 110 und der großen Diffusereinheit 120 erzeugt, um das erste Lichtverteilungsmuster 600 als einen Bereich zu bestrahlen, der enger ist als die Bereiche, die mit dem Licht bestrahlt werden, das von der mittleren Diffusereinheit 110 und der großen Diffusereinheit 120 stammt, wobei dieses Licht eine hohe Lichtstärke aufweist. Daher kann der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge die heiße Zone hell erleuchten. Da der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge einen Bereich heller erleuchten kann, der beim Fahren eines Fahrzeugs bemerkt werden muss, kann daher die Sicherheit beim Fahren des Fahrzeugs bei Nacht verbessert werden.
Die 8, 9 und 10 zeigen jeweils ein Beispiel für Einzelheiten des Aufbaus der Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c. Jedes der Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c weisen mehrere Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 auf, ein Fluoreszenzteil 16, und einen Formkörper 18. Das Halbleiter-Lichtemitterelement 12 ist eine LED, die einen Lichtaussendebereich von beispielsweise 1 mm im Quadrat aufweist, und ist auf einer Basisplatine 14 vorgesehen. Das Halbleiter-Lichtemitterelement 12 erzeugt beispielsweise blaues Licht, entsprechend der elektrischen Energie, die von außerhalb der Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c empfangen wird. Das Fluoreszenzteil 16 ist so ausgebildet, dass es die Oberflächen der Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 abdeckt, und erzeugt Licht mit gelber Farbe, der Komplementärfarbe für blaues Licht, entsprechend dem blauen Licht, das von den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 erzeugt wird. In diesem Fall erzeugen die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c Licht mit weißer Farbe entsprechend dem Licht in blauer Farbe und dem Licht in gelber Farbe, das von den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 bzw. den Fluoreszenzteilen 16 erzeugt wird. In einem anderen Fall können die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 Ultraviolettstrahlung relativ zum Fluoreszenzteil 16 erzeugen. In diesem Fall kann das Fluoreszenzteil 16 Licht mit weißer Farbe entsprechend der Ultraviolettstrahlung erzeugen.
Der Formkörper 18 dichtet die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 und das Fluoreszenzteil 16 ab. Der Formkörper 18 weist beispielsweise eine Halbkugelform auf, mit einem Material wie beispielsweise einem lichtdurchlässigen Harz, welches das Licht durchlässt, das von den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 und dem Fluoreszenzteil 16 erzeugt wird. Der Formkörper 18 kann aus einem Material bestehen, dessen Brechungsindex höher ist als jener von Luft, um so die Lichtaussendeoberfläche des Fluoreszenzteils 16 abzudecken. Auf diese Weise kann das Licht, das von den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 und dem Fluoreszenzteil 16 erzeugt wird, effizient herausgeführt und genutzt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weist das Lichtquellenmodul 10a zwei Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 auf, die im Wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen. Die beiden Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die in dem Lichtquellenmodul 10a vorgesehen sind, sind miteinander in Reihe geschaltet. Hierbei meint eine Schaltung nicht nur eine physikalische Verbindung, sondern auch eine elektrische Verbindung. Die Lichtquellenmodule 10b und 10c weisen jeweils vier Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 auf, welche Lichtaussendebereiche aufweisen, die im Wesentlichen gleich den Lichtaussendebereichen der Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 sind, die in dem Lichtquellenmodul 10a vorgesehen sind. Wenn die mehreren Halbleiter- Lichtemitterelemente 12, die in den Lichtquellenmodulen 10b und 10c vorgesehen sind, auf dem Fahrzeug angebracht sind, sind die Halbleiter-Lichtemitterelemente so angeordnet, da sie in Horizontalrichtung in Querrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind. Bei den vier Halbleiter-Lichtemitterelementen 12, die jeweils in den Lichtquellenmodulen 10b und 10c vorgesehen sind, sind die Gruppen von Halbleiter-Lichtemitterelementen, die jeweils in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet.
Wenn in diesem Fall die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 im Wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen, erzeugen dann, wenn der elektrische Strom zunimmt, der an die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 geliefert wird, die Halbleiter-Lichtemitterelemente Licht mit höherem Lichtstrom. Wenn die Lichtaussendebereiche gleich sind, nimmt dann, wenn der erzeugte Lichtstrom zunimmt, die Lichtstärke als Lichtstrom pro Raumwinkeleinheit zu. Zu diesem Zeitpunkt wird auch die Helligkeit als Lichtstärke pro Flächeneinheit erhöht. Wenn elektrischer Strom im Wesentlichen gleich jenen der Lichtquellenmodule 10b und 10c dem Lichtquellenmodul 10a zugeführt wird, erzeugt daher das Lichtquellenmodul 10a Licht mit höherer Helligkeit als jener der Lichtquellenmodule 10b und 10c. Daher können die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c als ein Lichtquellenmodul 10 aufgefasst werden, dessen Nenn-Vorwärtsstrom im Wesentlichen gleich ist. Hierbei ist mit Nenn-Vorwärtsstrom der elektrische Strom gemeint, der den Lichtquellenmodulen 10a, 10b und 10c zugeführt wird, damit die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c mit den gewünschten Lichtmengen leuchten.
Wie voranstehend geschildert, kann der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge eine Stromquelle zur Abgabe elektrischen Stroms mit einem einzigen Stromwert einsetzen, um die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c leuchten zu lassen, welche Licht mit unterschiedlicher Helligkeit erzeugen. Daher können Teile wie beispielsweise Sockelklemmen oder Kabel eingesetzt werden, welche im Wesentlichen die selbe Stromkapazität aufweisen. Daher kann der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge mit niedrigem Kostenaufwand aufgebaut werden. Da die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c, welche Licht mit unterschiedlicher Helligkeit erzeugen, unter Verwendung der im Wesentlichen gleichen Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 aufgebaut werden können, können darüber hinaus die Lichtquellenmodule 10 mit niedrigem Kostenaufwand aufgebaut werden.
11 ist eine Vertikalschnittansicht, welche die Beziehung zwischen der Anordnung der Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 der Lichtquellenmodule 10b und 10c und der Entfernung zwischen den Halbleiter-Lichtemitterelementen und einem Reflektor 80 zeigt. Die Querrichtung in dieser Figur gibt die Richtung nach vorn und hinten des Fahrzeugs an. Der Reflektor 80 erzeugt aus dem Licht, das von den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 erzeugt wird, ein Lichtverteilungsmuster, das die Länge L₃ in Vertikalrichtung aufweist, und in Querrichtung des Fahrzeugs länglich ist, auf einer gedachten, vertikalen Leinwand, die an einem Ort 25 m vor dem Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge angeordnet ist. Wenn hierbei die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 der Lichtquellenmodule 10b und 10c so angeordnet sind, dass die Halbleiter-Lichtemitterelemente horizontal in Richtung nach vorn und hinten des Fahrzeugs angeordnet sind, zum Beispiel, wie durch A angedeutet, beträgt die Entfernung zwischen den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 und dem Reflektor 80 L₁. Wenn bei dieser Ausführungsform die mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 der Lichtquellenmodule 10b und 10c auf dem Fahrzeug angebracht sind, sind jedoch die Halbleiter-Lichtemitterelemente horizontal in der Querrichtung des Fahrzeugs angeordnet, wie durch B angedeutet. Daher ist die Entfernung zwischen den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 und dem Reflektor 80 gleich L₂, kürzer als L₁. Daher können die Abmessungen der mittleren Diffusereinheiten 110 und der großen Diffusereinheit 120 klein ausgebildet werden.
12 zeigt ein Beispiel für einen Anschluss des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge bei der ersten Ausführungsform. Der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge weist einen Lichtstromkreis 700 auf, sowie die Lichtsammeleinheiten 100, die mittleren Diffusereinheiten 110, und die große Diffusereinheit 120. Die Lichtsammeleinheiten 100, die mittleren Diffusereinheiten 110, und die große Diffusereinheit 120 sind miteinander in Reihe geschaltet. Der Lichtstromkreis 700 liefert einen im Wesentlichen gleichen elektrischen Strom an die Lichtsammeleinheiten 100, die mittleren Diffusereinheiten 110, und die große Diffusereinheit 120, die in Reihe geschaltet sind. Bei einer derartigen Schaltung liefert der Lichtstromkreis 700 den elektrischen Strom an die Lichtsammeleinheiten 100 so, dass die Stromdichte des elektrischen Stroms, der den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 der Lichtsammeleinheiten 100 zugeführt wird, höher ist als die Stromdichte des elektrischen Stroms, welcher den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 der mittleren Diffusereinheiten 110 bzw. der großen Diffusereinheit 120 zugeführt wird.
Wenn der Lichtstromkreis 700 einen elektrischen Strom von beispielsweise 700 mA an die Lichtsammeleinheiten 100 liefert, die mittleren Diffusereinheiten 110, und die große Diffusereinheit 120, die in Reihe geschaltet sind, dann wird der elektrische Strom von 700 mA jeweils den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 der Lichtsammeleinheiten 100 zugeführt. Ein elektrischer Strom von 350 mA wird den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 der mittleren Diffusereinheit 110 bzw. der großen Diffusereinheit 120 zugeführt. Die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 der Lichtsammeleinheiten 100 erzeugen daher jeweils Licht mit höherer Helligkeit als jener der Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 der mittleren Diffusereinheiten 110 und der großen Diffusereinheit 120. Auf diese Weise können die Lichtquellenmodule 10, welche Licht mit unterschiedlicher Helligkeit erzeugen, unter Verwendung einer einzigen Verdrahtung zum Leuchten veranlasst werden, so dass die Anzahl an Verdrahtungen des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge verringert werden kann. Daher kann der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge verkleinert werden.
Wenn irgendeines der Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c nicht angeschlossen ist, leuchtet der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge nicht. Daher kann der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge einem Fahrer mitteilen, dass irgendeines der Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge unterbrochen ist. Ein Lichtstromkreis 700 bildet ein Beispiel für eine erste elektrische Stromquelle und eine zweite elektrische Stromquelle gemäß der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt ein Beispiel für die Beziehung eines Lichtstroms und eines Lichtaussendewirkungsgrads relativ zur Stromdichte des Halbleiter-Lichtemitterelements 12. Wenn die Stromdichte des Halbleiter-Lichtemitterelements 12 ansteigt, wird der Lichtstrom erhöht, der von dem Halbleiter-Lichtemitterelement 12 erzeugt wird. Andererseits wird der Lichtaussendewirkungsgrad verringert. Wenn man beispielsweise annimmt, dass die Lichtaussendefläche des Halbleiter-Lichtemitterelements 12 bei der vorliegenden Ausführungsform 1 mm im Quadrat beträgt, weist dann, wenn ein elektrischer Strom von 700 mA geliefert wird, der Lichtaussendewirkungsgrad des Halbleiter-Lichtemitterelements 12 einen Wert auf, der durch einen Punkt D dargestellt ist. Wenn andererseits ein elektrischer Strom von 350 mA geliefert wird, weist der Lichtaussendewirkungsgrad des Halbleiter-Lichtemitterelements 12 einen Wert auf, der durch einen Punkt A bezeichnet ist, und höher ist als jener, wenn der elektrische Strom von 700 mA geliefert wird. Wenn der elektrische Strom von 350 mA geliefert wird, weist der Lichtstrom des Lichts, das von dem Halbleiter-Lichtemitterelement 12 erzeugt wird, einen Wert auf, der durch einen Punkt B angegeben ist. Wenn andererseits der elektrische Strom von 700 mA geliefert wird, weist der Lichtstrom des von dem Halbleiter-Lichtemitterelement 12 gelieferten Lichts einen durch einen Punkt C angegebenen Wert auf, der höher ist als jener, wenn der elektrische Strom von 350 mA geliefert wird. Wenn die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 im Wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen, ist dann, wenn die erzeugten Lichtströme verschieden sind, die Lichtstärke als Lichtstrom pro Raumwinkeleinheit verschieden, und ist gleichzeitig die Helligkeit als Lichtstärke pro Flächeneinheit ebenfalls verschieden. Daher sendet bei den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12, welche im Wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen, das Halbleiter-Lichtemitterelement 12, welchem ein hoher elektrischer Strom zugeführt wird, Licht mit höherer Helligkeit aus als das Halbleiter-Lichtemitterelement 12, welchem ein niedrigerer Strom zugeführt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 auf, welche im Wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen. Da ein höherer Strom den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 des Lichtquellenmoduls 10a als jener zugeführt wird, der an die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 der Lichtquellenmodule 10b und 10c geliefert wird, erzeugt das Lichtquellenmodul 10a Licht mit höherer Helligkeit als jener der Lichtquellenmodule 10b und 10c. Weiterhin schicken die Lichtsammeleinheiten 100 konzentrisch das von den Lichtquellenmodulen 10a erzeugte Licht an einen relativ engen Bereich des Lichtverteilungsmusters. Die mittleren Diffusereinheiten 110 und die große Diffusereinheit 120 machen das Licht, das von den Lichtquellenmodulen 10b und 10c erzeugt wird, diffus, und schicken es an relativ breite Bereiche des Lichtverteilungsmusters. Daher senden die Lichtsammeleinheiten 100 Licht aus, das eine Lichtstärke aufweist, die höher ist als jene des Lichts, das von den mittleren Diffusereinheiten 110 und der großen Diffusereinheit 120 ausgesandt wird.
Die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c weisen die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 auf, welche im Wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen. Da ein niedrigerer elektrischer Strom an die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 der Lichtquellenmodule 10b und 10c geliefert wird als jener, der an die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 des Lichtquellenmoduls 10a geliefert wird, ist der Lichtaussendewirkungsgrad der Lichtquellenmodule 10b und 10c höher als jener des Lichtquellenmoduls 10a. Daher kann der Lichtaussendewirkungsgrad der mittleren Diffusereinheiten 110 und der großen Diffusereinheit 120 stärker erhöht werden als jener der Lichtsammeleinheiten 100. Daher kann die heiße Zone mit dem Licht bestrahlt werden, welches eine hohe Lichtstärke aufweist, und kann ein Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge ausgebildet werden, dessen elektrischer Energieverbrauch niedrig ist.
14 zeigt ein weiteres Beispiel für den Anschluss des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge bei der ersten Ausführungsform. Der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge weist eine Lichtquellenleitung 502 auf, bei welcher eine Lichtsammeleinheit 100, zwei mittlere Diffusereinheiten 110, und ein Lichtquellenmodul 10c der großen Diffusereinheit 120 in Reihe geschaltet sind, sowie eine Lichtquellenleitung 504, bei welcher zwei Lichtsammeleinheiten 100 und zwei Lichtquellenmodule 10c in der großen Diffusereinheit 120 in Reihe geschaltet sind. Der Lichtstromkreis 700 liefert unabhängig elektrische Energie an die Lichtquellenleitung 502 und die Lichtquellenleitung 504. Selbst wenn eines der Lichtquellenmodule 10, die in einer Lichtquellenleitung unter den Lichtquellenleitungen 502 und 504 enthalten sind, unterbrochen ist, kann die Vorderseite des Fahrzeugs durch die andere Lichtquellenleitung beleuchtet werden. Daher kann die Sicherheit für ein bei Nacht fahrendes Fahrzeug aufrechterhalten werden. Weiterhin kann die Ausgangsspannung des Lichtstromkreises 700 stärker verringert werden als dann, wenn der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge eine einzige Verdrahtung aufweist. Daher kann der Lichtstromkreis 700 kostengünstig ausgebildet werden, und kann verhindert werden, dass ein Benutzer einen elektrischen Schlag erleidet.
Weiterhin weisen die Lichtquellenleitung 502 und die Lichtquellenleitung 504 vorzugsweise mehrere Arten von Lichtquelleneinheiten auf, um so im Wesentlichen den ganzen Teil des Lichtverteilungsmusters hierdurch zu bestrahlen. Selbst wenn eines der Lichtquellenmodule 10, die in einer Lichtquellenleitung unter den Lichtquellenleitungen 502 und 504 enthalten sind, unterbrochen ist, kann im Wesentlichen der gesamte Teil des Lichtverteilungsmusters des Fahrzeugs durch die andere Lichtquellenleitung bestrahlt werden. Weiterhin ist die Nenn-Vorwärtsspannung der Lichtquellenmodule 10 vorzugsweise im Wesentlichen gleich. Hierbei bezeichnet die Nenn-Vorwärtsspannung die Spannung, die jeweils in den Lichtquellenmodulen 10a, 10b und 10c erzeugt wird, wenn die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c jeweils mit der gewünschten Lichtmenge leuchten. Daher können beispielsweise nur dann, wenn die Anzahl an mehreren Lichtquellenmodulen 10 gleich ist, welche an die Lichtquellenleitung 502 oder 504 angeschlossen sind, die Lichtquellenmodule 10, die in der Lichtquellenleitung 502 enthalten sind, durch die Lichtquellenmodule 10 ersetzt werden, die in der Lichtquellenleitung 504 vorgesehen sind. Daher kann, nachdem die Positionen der Lichtquellenmodule 10 im Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge unter dem Gesichtspunkt des Designs oder des optischen Designs festgelegt wurden, die Verdrahtung jedes der Lichtquellenmodule 10 einfach vorgenommen werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c jeweils eine unterschiedliche Anzahl an Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 auf, welche im Wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen. Die mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die in dem Lichtquellenmodul vorgesehen sind, sind miteinander in Reihe geschaltet. Die mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die in den Lichtquellenmodulen 10b und 10c vorgesehen sind, sind parallel geschaltet. Im Vergleich hierzu können, als weiteres Beispiel, die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c jeweils ein Halbleiter-Lichtemitterelement 12 aufweisen, und kann der Lichtaussendebereich des Halbleiter-Lichtemitterelements 12 des Lichtquellenmoduls 10a kleiner sein als die Lichtaussendebereiche der Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 der Lichtquellenmodule 10b und 10c. Selbst bei einer derartigen Anordnung kann, wenn ein Lichtstromkreis 700 einen im Wesentlichen gleichen elektrischen Strom an die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c anlegt, das Lichtquellenmodul 10a Licht mit höherer Helligkeit als jener der Lichtquellenmodule 10b und 10c aussenden.
Weiterhin können, als noch weiteres Beispiel, die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c jeweils ein Halbleiter- Lichtemitterelement 12 mit im Wesentlichen gleicher Lichtaussendefläche aufweisen. Ein Lichtstromkreis 700 kann einen höheren elektrischen Strom an das Lichtquellenmodul 10a anlegen als einen elektrischen Strom, der an die Lichtquellenmodule 10b und 10c angelegt wird. Auch in diesem Fall kann das Lichtquellenmodul 10a Licht mit höherer Helligkeit als jener der Lichtquellenmodule 10b und 10c erzeugen.
Als noch weiteres Beispiel können die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c jeweils mehrere Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 aufweisen, die im Wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen. Die Anzahl der mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die in dem Lichtquellenmodul 10a vorgesehen sind, kann größer sein als jene der mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die jeweils in den Lichtquellenmodulen 10b und 10c vorgesehen sind, und können in Reihe geschaltet sein. Die mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die jeweils in den Lichtquellenmodulen 10b und 10c vorgesehen sind, können parallel geschaltet sein. Selbst bei dieser Anordnung kann, wenn ein Lichtstromkreis 700 einen im Wesentlichen gleichen elektrischen Strom den Lichtquellenmodulen 10a, 10b und 10c zuführt, das Lichtquellenmodul 10a ebenfalls Licht mit höherer Helligkeit als jener der Lichtquellenmodule 10b und 10c aussenden.
15 zeigt einen noch anderen Anschluss des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge bei der ersten Ausführungsform. Der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge weist weiterhin einen Widerstand 140 auf. Bei dieser Ausführungsform sind vier Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die jeweils in den Lichtquellenmodulen 10b und 10c vorgesehen sind, miteinander in Reihe geschaltet. Drei Lichtquellenmodule 10c der großen Diffusereinheit 120 sind miteinander in Reihe geschaltet. Die beiden mittleren Diffusereinheiten 110 und der Widerstand 140 sind miteinander in Reihe geschaltet. Die beiden mittleren Diffusereinheiten 110 und der Widerstand 140, die miteinander in Reihe geschaltet sind, sind parallel zu einer großen Diffusereinheit 120 geschaltet. Drei Lichtsammeleinheiten 100 sind miteinander in Reihe geschaltet. Die Lichtsammeleinheiten 100 sind in Reihe mit der großen Diffusereinheit 120 geschaltet. Hierbei ist der Widerstandswert des Widerstands 140 so gewählt, dass der Wert des elektrischen Stroms, der an die mittleren Diffusereinheiten 110 geliefert wird, im Wesentlichen gleich jenem eines elektrischen Stroms ist, der an die große Diffusereinheit 120 geliefert wird. Bei dieser Ausführungsform kann, da die mehreren Lichtquellenmodule 10 zur Erzeugung von Licht mit unterschiedlicher Helligkeit durch eine kleine Anzahl an Verdrahtungen zum Leuchten versetzt werden können, der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge verkleinert werden.
16 ist eine Vorderansicht, die ein Beispiel für den Aufbau eines Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 16 weisen Bauteile, die mit den selben Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet sind, den selben Aufbau wie jene in 1 auf, oder entsprechende Funktionen, mit Ausnahme der nachstehend geschilderten Einzelheiten. Daher wird auf deren Erläuterung verzichtet. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge drei Lichtsammeleinheiten 100 auf, vier mittlere Diffusereinheiten 110, und sechs große Diffusereinheiten 130. Die große Diffusereinheit 130 ist rund, und weist einen Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser der mittlern Diffusereinheit 110 auf. Die große Diffusereinheit 130 sendet Licht mit einer Lichtstärke aus, die niedriger ist als jene der Lichtsammeleinheit 100, weist jedoch einen Lichtaussendewirkungsgrad auf, der höher ist als jener der Lichtsammeleinheit 100. Die sechs große Diffusereinheiten 130 sind so ausgebildet, dass sie das vierte Lichtverteilungsmuster 606 (siehe 7) erzeugen, welches den breitesten Bereich in Querrichtung des Lichtverteilungsmusters aufweist.
17 zeigt ein Beispiel für einen Anschluss des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge bei der zweiten Ausführungsform. In 17 weisen mit den selben Bezugszeichen wie in 12 bezeichnete Bauteile den selben Aufbau wie jene in 12 auf, oder ähnliche Funktionen wie die in 12 gezeigten Bauteile, mit Ausnahme der nachstehend angegebenen Einzelheiten. Daher wird auf deren Beschreibung verzichtet. Eine Lichtquellenleitung 506 weist vier mittlere Diffusereinheiten 110 und eine große Diffusereinheit 130 auf, die miteinander in Reihe geschaltet sind. Eine Lichtquellenleitung 508 weist fünf große Diffusereinheiten 130 auf, die miteinander in Reihe geschaltet sind. Eine Lichtquellenleitung 510 weist die Lichtquellenleitung 506 und die Lichtquellenleitung 508 auf, die parallel geschaltet sind. Drei Lichtsammeleinheiten 100, die miteinander in Reihe geschaltet sind, sind in Reihe mit der Lichtquellenleitung 510 geschaltet. Die großen Diffusereinheiten 130 weisen Lichtquellenmodule 10d auf. Ein Lichtquellenmodul 10a, ein Lichtquellenmodul 10b, und das Lichtquellenmodul 10d weisen jeweils zwei Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 auf, die miteinander in Reihe geschaltet sind. Bei dieser Ausführungsform ist, wenn ein elektrischer Nenn-Vorwärtsstrom jeweils den mittleren Diffusereinheiten 110 und den großen Diffusereinheiten 130 zugeführt wird, der Spannungsabfall im Wesentlichen gleich. Wenn der elektrische Nenn-Vorwärtsstrom jeweils der Lichtquellenleitung 506 und der Lichtquellenleitung 508 zugeführt wird, ist daher der Spannungsabfall im Wesentlichen gleich. Der elektrische Strom, der den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 zugeführt wird, die in den Lichtsammeleinheiten 100 vorgesehen sind, ist daher doppelt so groß wie der elektrische Strom, der den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 zugeführt wird, die jeweils in den mittleren Diffusereinheiten 110 bzw. den großen Diffusereinheiten 130 vorgesehen sind. Daher erzeugt das Lichtquellenmodul 10a Licht mit höherer Helligkeit als jener der Lichtquellenmodule 10b und 10d. Daher kann bei dieser Ausführungsform infolge der Tatsache, dass die mehreren Lichtquellenmodule 10 zum Aussenden von Licht mit unterschiedlicher Helligkeit ebenfalls durch eine geringe Anzahl an Verdrahtungen zum Leuchten versetzt werden können, der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge verkleinert werden.
18 zeigt ein Beispiel für den Anschluss eines Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge bei einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 18 weisen Bauteile, die mit den gleichen Bezugszeichen wie in 12 bezeichnet sind, den selben Aufbau wie in 12 gezeigt auf, oder entsprechende Funktionen wie in 12, mit Ausnahme der nachstehend geschilderten Einzelheiten. Daher wird auf deren Beschreibung verzichtet. Der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge weist drei Lichtsammeleinheiten 100 auf, zwei mittlere Diffusereinheiten 110, und drei große Diffusereinheiten 130. Bei jeder der Lichtsammeleinheiten 100, der mittleren Diffusereinheiten 110, und der großen Diffusereinheiten 130, ist ein Ende an eine Bezugspotentialklemme eines Lichtstromkreises 700 angeschlossen, und das andere Ende an eine Klemme mit positivem Potential des Lichtstromkreises 700 über einen Widerstand 142 angeschlossen. Die großen Diffusereinheiten 130 weisen Lichtquellenmodule 10d auf. Die Widerstandwerte der Widerstände 142 sind jeweils so gewählt, dass dann, wenn die Nennspannung zum Einschalten der Lichtquellenmodule 10 mit gewünschten Lichtmengen an die Lichtquellenmodule durch den Lichtstromkreis 700 angelegt wird, die Lichtquellenmodule 10 jeweils auf der Nenn-Vorwärtsspannung gehalten werden, durch einen Spannungsabfall, der in den Widerständen 142 entsprechend einem elektrischen Nenn-Vorwärtsstrom auftritt, der jeweils den Lichtquellenmodulen 10 zugeführt wird. Das Lichtquellenmodul 10a weist zwei Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 auf, die miteinander in Reihe geschaltet sind. Die Lichtquellenmodule 10b und 10d weisen jeweils vier Halbleiter-Lichtemitterelemente auf. Zwei Halbleiter-Lichtemitterelemente, die in Reihe geschaltet sind, sind parallel zu den anderen zwei Halbleiter-Lichtemitterelementen geschaltet, die in Reihe geschaltet sind. Die Lichtaussendebereiche der Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die jeweils in den Lichtquellenmodulen 10a, 10b und 10d vorgesehen sind, sind im Wesentlichen gleich. Weiterhin ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Nenn-Vorwärtsspannung, die erzeugt wird, wenn der elektrische Nenn-Vorwärtsstrom jeweils den Lichtquellenmodulen 10a, 10b und 10d zugeführt wird, im Wesentlichen gleich.
Wenn die Nennspannung jeweils über die Widerstände 142 an die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10d angelegt wird, wird ein höherer elektrischer Strom den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 zugeführt, die in den Lichtquellenmodulen 10a vorgesehen sind, als der elektrische Strom, der den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 zugeführt wird, die in den Lichtquellenmodulen 10b und 10d vorgesehen sind. Da die Lichtaussendebereiche der Halbleiter-Lichtemitterelemente der Lichtquellenmodule 10 im Wesentlichen gleich sind, erzeugen die Lichtquellenmodule 10a Licht mit höherer Helligkeit als jener des Lichts, das von den Lichtquellenmodulen 10b und 10d erzeugt wird. Daher wird der Lichtstromkreis 700 zur Erzeugung einer einzigen Spannung eingesetzt, so dass die mehreren Lichtquellenmodule 10 zur Erzeugung von Licht mit unterschiedlicher Helligkeit zum Leuchten gebracht werden können. Daher kann die Verdrahtung des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge verringert werden. Da die Nenn-Vorwärtsspannung im Wesentlichen gleich ist, wenn der elektrische Nenn-Vorwärtsstrom den jeweiligen Lichtquellenmodulen 10 zugeführt wird, kann darüber hinaus der Spannungsabfall verringert werden, der jeweils in den Widerständen 142 hervorgerufen wird. Daher kann die Ausgangsspannung des Lichtstromkreises 700 auf die Nähe der Nenn-Vorwärtsspannung der Lichtquellenmodule 10 abgesenkt werden. Daher kann der Lichtstromkreis 700 mit niedrigem Kostenaufwand hergestellt werden, und kann verhindert werden, dass ein Benutzer einen elektrischen Schlag erleidet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge mit den mehreren Lichtquelleneinheiten versehen, um Licht mit zwei Arten der Lichtstärke zu erzeugen. Als anderes Beispiel können auch mehrere Lichtquelleneinheiten vorgesehen sein, um Licht mit drei Arten oder mehr der Lichtstärke zu erzeugen. Auf diese Weise kann ein Lichtverteilungsmuster exakter ausgebildet werden.
Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, kann der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge zur Verfügung gestellt werden, bei welchem die heiße Zone in dem Lichtverteilungsmuster des Fahrzeugscheinwerfers mit Licht mit hoher Lichtstärke bestrahlt werden kann, und bei dem die verbrauchte Energie niedrig ist.
Die vorliegende Erfindung wurde voranstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen beschrieben. Jedoch ist der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf den Umfang beschränkt, der durch die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen festgelegt ist. Ein Fachmann auf diesem Gebiet weiß, dass sich verschiedene Änderungen oder Verbesserungen bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen vornehmen lassen. Wie aus der Beschreibung der Patentansprüche deutlich wird, können Formen einschließlich derartige Änderungen und Verbesserungen vom technischen Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst sein.

Claims

Fahrzeugscheinwerfer, welcher aufweist: ein erstes Lichtquellenmodul, dass zumindest ein Halbleiter-Lichtemitterelement aufweist; ein erstes Abdeckbauteil zum Aussenden von Licht, das von dem ersten Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einen Bereich eines Lichtverteilungsmusters des Fahrzeugscheinwerfers; ein zweites Lichtquellenmodul, das zumindest ein Halbleiter-Lichtemitterelement aufweist, und Licht mit höherer Helligkeit als jener des Lichts des ersten Lichtquellenmoduls erzeugt; und ein zweites Optikbauteil zum Aussenden des Lichts, das von dem zweiten Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einen Bereich, der enger ist als jener Bereich, an welchen das Licht von dem ersten Optikbauteil ausgesandt wird.
Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1, welcher weiterhin aufweist: eine erste Quelle für elektrischen Strom zum Liefern eines elektrischen Stroms an das erste Lichtquellenmodul; und eine zweite Quelle für elektrischen Strom zum Liefern eines elektrischen Stroms an das zweite Lichtquellenmodul, bei welchem die Stromdichte des elektrischen Stroms, der an das Halbleiter- Lichtemitterelement geliefert wird, das in dem zweiten Lichtquellenmodul vorgesehen ist, höher ist als die Stromdichte des elektrischen Stroms, der an das Halbleiter-Lichtemitterelement geliefert wird, das in dem ersten Lichtquellenmodul vorgesehen ist.
Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 2, bei welchem das Halbleiter-Lichtemitterelement des zweiten Lichtquellenmoduls einen Lichtaussendebereich aufweist, der kleiner ist als jener des Halbleiter-Lichtemitterelements des ersten Lichtquellenmoduls, und die zweite Quelle für elektrischen Strom an das zweite Lichtquellenmodul einen elektrischen Strom liefert, der im Wesentlichen gleich dem elektrischen Strom ist, der an das erste Lichtquellenmodul durch die erste Quelle für elektrischen Strom geliefert wird.
Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 2, bei welchem das Halbleiter-Lichtemitterelement des zweiten Lichtquellenmoduls einen Lichtaussendebereich aufweist, der im Wesentlichen gleich jenem des Halbleiter-Lichtemitterelements des ersten Lichtquellenmoduls ist, und die zweite Quelle für elektrischen Strom an das zweite Lichtquellenmodul einen höheren elektrischen Strom als jenen elektrischen Strom liefert, der dem ersten Lichtquellenmodul durch die erste Quelle für elektrischen Strom zugeführt wird.
Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 2, bei welchem das erste Lichtquellenmodul mehrere Halbleiter-Lichtemitterelemente aufweist, die parallel geschaltet sind, und im Wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen, das zweite Lichtquellenmodul mehrere Halbleiter-Lichtemitterelemente aufweist, die in Reihe geschaltet sind, und im Wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen wie die mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente, die in dem ersten Lichtquellenmodul vorgesehen sind, und die zweite Quelle für elektrischen Strom an das zweite Lichtquellenmodul einen elektrischen Strom liefert, der im Wesentlichen gleich dem elektrischen Strom ist, der an das erste Lichtquellenmodul durch die erste Quelle für elektrischen Strom geliefert wird.
Automobilscheinwerfer zum Aussenden von Abblendlicht, das bei einem Automobil eingesetzt wird, wobei vorgesehen sind: ein erstes Lichtquellenmodul, das zumindest ein Halbleiter-Lichtemitterelement aufweist; ein erstes Optikbauteil zum Aussenden von Licht, das von dem ersten Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einen Bereich eines Lichtverteilungsmusters des Fahrzeugscheinwerfers; ein zweites Lichtquellenmodul, das zumindest ein Halbleiter-Lichtemitterelement aufweist, und Licht mit einer Helligkeit erzeugt, die höher ist als jene des Lichts des ersten Lichtquellenmoduls; und ein zweites Optikbauteil zum Aussenden des Lichts, das von dem zweiten Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einen Bereich, der enger ist als jener Bereich, zu welchem das Licht von dem ersten Optikbauteil ausgesandt wird.